条件判断

阮一峰 ... Linux
  • Bash
大约 14 分钟

本章介绍 Bash 脚本的条件判断语法。

# if 结构

if 是最常用的条件判断结构,只有符合给定条件时,才会执行指定的命令。它的语法如下。

if commands; then
  commands
[elif commands; then
  commands...]
[else
  commands]
fi
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这个命令分成三个部分: ifelifelse。其中,后两个部分是可选的。

if 关键字后面是主要的判断条件,elif 用来添加在主条件不成立时的其他判断条件,else 则是所有条件都不成立时要执行的部分。

if test $USER = "foo"; then
  echo "Hello foo."
else
  echo "You are not foo."
fi
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上面的例子中,判断条件是环境变量 $USER 是否等于 foo,如果等于就输出 Hello foo.,否则输出其他内容。

ifthen 写在同一行时,需要分号分隔。分号是 Bash 的命令分隔符。它们也可以写成两行,这时不需要分号。

if true
then
  echo 'hello world'
fi

if false
then
  echo 'it is false' # 本行不会执行
fi
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上面的例子中,truefalse 是两个特殊命令,前者代表操作成功,后者代表操作失败。if true 意味着命令部分总是会执行,if false 意味着命令部分永远不会执行。

除了多行的写法,if 结构也可以写成单行。

$ if true; then echo 'hello world'; fi
hello world

$ if false; then echo "It's true."; fi
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注意,if 关键字后面也可以是一条命令,该条命令执行成功(返回值 0),就意味着判断条件成立。

$ if echo 'hi'; then echo 'hello world'; fi
hi
hello world
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上面命令中,if 后面是一条命令 echo 'hi'。该命令会执行,如果返回值是 0,则执行 then 的部分。

if 后面可以跟任意数量的命令。这时,所有命令都会执行,但是判断真伪只看最后一个命令,即使前面所有命令都失败,只要最后一个命令返回 0,就会执行then 的部分。

$ if false; true; then echo 'hello world'; fi
hello world
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2

上面例子中,if 后面有两条命令 (false;true;),第二条命令 (true) 决定了 then 的部分是否会执行。

elif 部分可以有多个。

#!/bin/bash

echo -n "输入一个 1 到 3 之间的数字(包含两端)> "
read character
if [ "$character" = "1" ]; then
    echo 1
elif [ "$character" = "2" ]; then
    echo 2
elif [ "$character" = "3" ]; then
    echo 3
else
    echo 输入不符合要求
fi
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上面例子中,如果用户输入 3,就会连续判断 3 次。

# test 命令

if 结构的判断条件,一般使用 test 命令,有三种形式。

# 写法一
test expression

# 写法二
[ expression ]

# 写法三
[[ expression ]]
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上面三种形式是等价的,但是第三种形式还支持正则判断,前两种不支持。

上面的 expression 是一个表达式。这个表达式为真,test 命令执行成功(返回值为 0);表达式为伪,test 命令执行失败(返回值为 1)。注意,第二种和第三种写法,[] 与内部的表达式之间必须有空格。

$ test -f /etc/hosts
$ echo $?
0

$ [ -f /etc/hosts ]
$  echo $?
0
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上面的例子中,test 命令采用两种写法,判断 /etc/hosts 文件是否存在,这两种写法是等价的。命令执行后,返回值为 0,表示该文件确实存在。

实际上,[ 这个字符是 test 命令的一种简写形式,可以看作是一个独立的命令,这解释了为什么它后面必须有空格。

下面把 test 命令的三种形式,用在 if 结构中,判断一个文件是否存在。

# 写法一
if test -e /tmp/foo.txt ; then
  echo "Found foo.txt"
fi

# 写法二
if [ -e /tmp/foo.txt ] ; then
  echo "Found foo.txt"
fi

# 写法三
if [[ -e /tmp/foo.txt ]] ; then
  echo "Found foo.txt"
fi
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# 判断表达式

if 关键字后面,跟的是一个命令。这个命令可以是 test 命令,也可以是其他命令。命令的返回值为 0 表示判断成立,否则表示不成立。因为这些命令主要是为了得到返回值,所以可以视为表达式。

常用的判断表达式有下面这些。

# 文件判断

以下表达式用来判断文件状态。

  • [ -a file ]: 如果 file 存在,则为 true
  • [ -b file ]: 如果 file 存在并且是一个块(设备)文件,则为 true
  • [ -c file ]: 如果 file 存在并且是一个字符(设备)文件,则为 true
  • [ -d file ]: 如果 file 存在并且是一个目录,则为 true
  • [ -e file ]: 如果 file 存在,则为 true
  • [ -f file ]: 如果 file 存在并且是一个普通文件,则为 true
  • [ -g file ]: 如果 file 存在并且设置了组 ID,则为 true
  • [ -G file ]: 如果 file 存在并且属于有效的组 ID,则为 true
  • [ -h file ]: 如果 file 存在并且是符号链接,则为 true
  • [ -k file ]: 如果 file 存在并且设置了它的“sticky bit”,则为 true
  • [ -L file ]: 如果 file 存在并且是一个符号链接,则为 true
  • [ -N file ]: 如果 file 存在并且自上次读取后已被修改,则为 true
  • [ -O file ]: 如果 file 存在并且属于有效的用户 ID,则为 true
  • [ -p file ]: 如果 file 存在并且是一个命名管道,则为 true
  • [ -r file ]: 如果 file 存在并且可读(当前用户有可读权限),则为 true
  • [ -s file ]: 如果 file 存在且其长度大于零,则为 true
  • [ -S file ]: 如果 file 存在且是一个网络 socket,则为 true
  • [ -t fd ]: 如果 fd 是一个文件描述符,并且重定向到终端,则为 true。这可以用来判断是否重定向了标准输入/输出错误。
  • [ -u file ]: 如果 file 存在并且设置了 setuid 位,则为 true
  • [ -w file ]: 如果 file 存在并且可写(当前用户拥有可写权限),则为 true
  • [ -x file ]: 如果 file 存在并且可执行(有效用户有执行/搜索权限),则为 true
  • [ file1 -nt file2 ]: 如果 FILE1 比 FILE2 的更新时间最近,或者 FILE1 存在而 FILE2 不存在,则为 true
  • [ file1 -ot file2 ]: 如果 FILE1 比 FILE2 的更新时间更旧,或者 FILE2 存在而 FILE1 不存在,则为 true
  • [ FILE1 -ef FILE2 ]: 如果 FILE1 和 FILE2 引用相同的设备和 inode 编号,则为 true

下面是一个示例。

#!/bin/bash

FILE=~/.bashrc

if [ -e "$FILE" ]; then
  if [ -f "$FILE" ]; then
    echo "$FILE is a regular file."
  fi
  if [ -d "$FILE" ]; then
    echo "$FILE is a directory."
  fi
  if [ -r "$FILE" ]; then
    echo "$FILE is readable."
  fi
  if [ -w "$FILE" ]; then
    echo "$FILE is writable."
  fi
  if [ -x "$FILE" ]; then
    echo "$FILE is executable/searchable."
  fi
else
  echo "$FILE does not exist"
  exit 1
fi
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上面代码中,$FILE 要放在双引号之中。这样可以防止 $FILE 为空,因为这时 [ -e ] 会判断为真。而放在双引号之中,返回的就总是一个空字符串,[ -e "" ] 会判断为伪。

# 字符串判断

以下表达式用来判断字符串。

  • [ string ]: 如果 string 不为空(长度大于 0),则判断为真。
  • [ -n string ]: 如果字符串 string 的长度大于零,则判断为真。
  • [ -z string ]: 如果字符串 string 的长度为零,则判断为真。
  • [ string1 = string2 ]: 如果 string1string2 相同,则判断为真。
  • [ string1 == string2 ] 等同于 [ string1 = string2 ]
  • [ string1 != string2 ]: 如果 string1string2 不相同,则判断为真。
  • [ string1 '>' string2 ]: 如果按照字典顺序 string1 排列在 string2 之后,则判断为真。
  • [ string1 '<' string2 ]: 如果按照字典顺序 string1 排列在 string2 之前,则判断为真。

注意,test 命令内部的 ><,必须用引号引起来(或者是用反斜杠转义)。否则,它们会被 shell 解释为重定向操作符。

下面是一个示例。

#!/bin/bash

ANSWER=maybe

if [ -z "$ANSWER" ]; then
  echo "There is no answer." >&2
  exit 1
fi
if [ "$ANSWER" = "yes" ]; then
  echo "The answer is YES."
elif [ "$ANSWER" = "no" ]; then
  echo "The answer is NO."
elif [ "$ANSWER" = "maybe" ]; then
  echo "The answer is MAYBE."
else
  echo "The answer is UNKNOWN."
fi
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上面代码中,首先确定 $ANSWER 字符串是否为空。如果为空,就终止脚本,并把退出状态设为 1。注意,这里的 echo 命令把错误信息 There is no answer. 重定向到标准错误,这是处理错误信息的常用方法。如果 $ANSWER 字符串不为空,就判断它的值是否等于 yesno 或者 maybe

注意,字符串判断时,变量要放在双引号之中,比如 [ -n "$COUNT" ],否则变量替换成字符串以后,test 命令可能会报错,提示参数过多。另外,如果不放在双引号之中,变量为空时,命令会变成 [ -n ],这时会判断为真。如果放在双引号之中,[ -n "" ] 就判断为伪。

# 整数判断

下面的表达式用于判断整数。

  • [ integer1 -eq integer2 ]: 如果 integer1 等于 integer2,则为 true
  • [ integer1 -ne integer2 ]: 如果 integer1 不等于 integer2,则为 true
  • [ integer1 -le integer2 ]: 如果 integer1 小于或等于 integer2,则为 true
  • [ integer1 -lt integer2 ]: 如果 integer1 小于 integer2,则为 true
  • [ integer1 -ge integer2 ]: 如果 integer1 大于或等于 integer2,则为 true
  • [ integer1 -gt integer2 ]: 如果 integer1 大于 integer2,则为 true

下面是一个用法的例子。

#!/bin/bash

INT=-5

if [ -z "$INT" ]; then
  echo "INT is empty." >&2
  exit 1
fi
if [ $INT -eq 0 ]; then
  echo "INT is zero."
else
  if [ $INT -lt 0 ]; then
    echo "INT is negative."
  else
    echo "INT is positive."
  fi
  if [ $((INT % 2)) -eq 0 ]; then
    echo "INT is even."
  else
    echo "INT is odd."
  fi
fi
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上面例子中,先判断变量 $INT 是否为空,然后判断是否为 0,接着判断正负,最后通过求余数判断奇偶。

# 正则判断

[[ expression ]] 这种判断形式,支持正则表达式。

[[ string1 =~ regex ]]
1

上面的语法中,regex 是一个正则表示式,=~ 是正则比较运算符。

下面是一个例子。

#!/bin/bash

INT=-5

if [[ "$INT" =~ ^-?[0-9]+$ ]]; then
  echo "INT is an integer."
  exit 0
else
  echo "INT is not an integer." >&2
  exit 1
fi
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上面代码中,先判断变量 INT 的字符串形式,是否满足 ^-?[0-9]+$ 的正则模式,如果满足就表明它是一个整数。

# test 判断的逻辑运算

通过逻辑运算,可以把多个 test 判断表达式结合起来,创造更复杂的判断。三种逻辑运算 ANDOR,和 NOT,都有自己的专用符号。

  • AND 运算: 符号 &&,也可使用参数 -a
  • OR运算: 符号 ||,也可使用参数 -o
  • NOT 运算: 符号 !

下面是一个 AND 的例子,判断整数是否在某个范围之内。

#!/bin/bash

MIN_VAL=1
MAX_VAL=100

INT=50

if [[ "$INT" =~ ^-?[0-9]+$ ]]; then
  if [[ $INT -ge $MIN_VAL && $INT -le $MAX_VAL ]]; then
    echo "$INT is within $MIN_VAL to $MAX_VAL."
  else
    echo "$INT is out of range."
  fi
else
  echo "INT is not an integer." >&2
  exit 1
fi
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上面例子中,&& 用来连接两个判断条件: 大于等于 $MIN_VAL,并且小于等于 $MAX_VAL

使用否定操作符 ! 时,最好用圆括号确定转义的范围。

if [ ! \( $INT -ge $MIN_VAL -a $INT -le $MAX_VAL \) ]; then
    echo "$INT is outside $MIN_VAL to $MAX_VAL."
else
    echo "$INT is in range."
fi
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上面例子中,test 命令内部使用的圆括号,必须使用引号或者转义,否则会被 Bash 解释。

# 算术判断

Bash 还提供了 ((...)) 作为算术条件,进行算术运算的判断。

if ((3 > 2)); then
  echo "true"
fi
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上面代码执行后,会打印出 true

注意,算术判断不需要使用 test 命令,而是直接使用 ((...)) 结构。这个结构的返回值,决定了判断的真伪。

如果算术计算的结果是非零值,则表示判断成立。这一点跟命令的返回值正好相反,需要小心。

$ if ((1)); then echo "It is true."; fi
It is true.
$ if ((0)); then echo "It is true."; else echo "it is false."; fi
It is false.
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上面例子中,((1)) 表示判断成立,((0)) 表示判断不成立。

算术条件 ((...)) 也可以用于变量赋值。

$ if (( foo = 5 ));then echo "foo is $foo"; fi
foo is 5
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上面例子中,(( foo = 5 )) 完成了两件事情。首先把 5 赋值给变量 foo,然后根据返回值 5,判断条件为真。

注意,赋值语句返回等号右边的值,如果返回的是 0,则判断为假。

$ if (( foo = 0 ));then echo "It is true.";else echo "It is false."; fi
It is false.
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2

下面是用算术条件改写的数值判断脚本。

#!/bin/bash

INT=-5

if [[ "$INT" =~ ^-?[0-9]+$ ]]; then
  if ((INT == 0)); then
    echo "INT is zero."
  else
    if ((INT < 0)); then
      echo "INT is negative."
    else
      echo "INT is positive."
    fi
    if (( ((INT % 2)) == 0)); then
      echo "INT is even."
    else
      echo "INT is odd."
    fi
  fi
else
  echo "INT is not an integer." >&2
  exit 1
fi
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只要是算术表达式,都能用于 ((...)) 语法,详见 Bash 的算术运算 一章。

# 普通命令的逻辑运算

如果 if 结构使用的不是 test 命令,而是普通命令,比如上一节的 ((...)) 算术运算,或者 test 命令与普通命令混用,那么可以使用 Bash 的命令控制操作符 &&(AND)和 ||(OR),进行多个命令的逻辑运算。

command1 && command2
command1 || command2
1
2

对于 && 操作符,先执行 command1,只有 command1 执行成功后, 才会执行 command2。对于 || 操作符,先执行 command1,只有 command1 执行失败后, 才会执行 command2

mkdir temp && cd temp
1

上面的命令会创建一个名为 temp 的目录,执行成功后,才会执行第二个命令,进入这个目录。

[ -d temp ] || mkdir temp
1

上面的命令会测试目录 temp 是否存在,如果不存在,就会执行第二个命令,创建这个目录。这种写法非常有助于在脚本中处理错误。

[ ! -d temp ] && exit 1
1

上面的命令中,如果 temp 子目录不存在,脚本会终止,并且返回值为 1

下面就是 if&& 结合使用的写法。

if [ condition ] && [ condition ]; then
  command
fi
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下面是一个示例。

#! /bin/bash

filename=$1
word1=$2
word2=$3

if grep $word1 $filename && grep $word2 $filename
then
  echo "$word1 and $word2 are both in $filename."
fi
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上面的例子只有在指定文件里面,同时存在搜索词 word1word2,就会执行 if 的命令部分。

下面的示例演示如何将一个 && 判断表达式,改写成对应的 if 结构。

[[ -d "$dir_name" ]] && cd "$dir_name" && rm *

# 等同于

if [[ ! -d "$dir_name" ]]; then
  echo "No such directory: '$dir_name'" >&2
  exit 1
fi
if ! cd "$dir_name"; then
  echo "Cannot cd to '$dir_name'" >&2
  exit 1
fi
if ! rm *; then
  echo "File deletion failed. Check results" >&2
  exit 1
fi
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# case 结构

case 结构用于多值判断,可以为每个值指定对应的命令,跟包含多个 elifif 结构等价,但是语义更好。它的语法如下。

case expression in
  pattern )
    commands ;;
  pattern )
    commands ;;
  ...
esac
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上面代码中,expression 是一个表达式,pattern 是表达式的值或者一个模式,可以有多条,用来匹配多个值,每条以两个分号 (;) 结尾。

#!/bin/bash

echo -n "输入一个 1 到 3 之间的数字(包含两端)> "
read character
case $character in
  1 ) echo 1
    ;;
  2 ) echo 2
    ;;
  3 ) echo 3
    ;;
  * ) echo 输入不符合要求
esac
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上面例子中,最后一条匹配语句的模式是 *,这个通配符可以匹配其他字符和没有输入字符的情况,类似 ifelse 部分。

下面是另一个例子。

#!/bin/bash

OS=$(uname -s)

case "$OS" in
  FreeBSD) echo "This is FreeBSD" ;;
  Darwin) echo "This is Mac OSX" ;;
  AIX) echo "This is AIX" ;;
  Minix) echo "This is Minix" ;;
  Linux) echo "This is Linux" ;;
  *) echo "Failed to identify this OS" ;;
esac
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上面的例子判断当前是什么操作系统。

case 的匹配模式可以使用各种通配符,下面是一些例子。

  • a): 匹配 a
  • a|b): 匹配 ab
  • [[:alpha:]]): 匹配单个字母。
  • ???): 匹配 3 个字符的单词。
  • *.txt): 匹配 .txt 结尾。
  • *): 匹配任意输入,通过作为 case 结构的最后一个模式。
#!/bin/bash

echo -n "输入一个字母或数字 > "
read character
case $character in
  [[:lower:]] | [[:upper:]] ) echo "输入了字母 $character"
                              ;;
  [0-9] )                     echo "输入了数字 $character"
                              ;;
  * )                         echo "输入不符合要求"
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上面例子中,使用通配符 [[:lower:]] | [[:upper:]] 匹配字母,[0-9] 匹配数字。

Bash 4.0 之前,case 结构只能匹配一个条件,然后就会退出 case 结构。Bash 4.0 之后,允许匹配多个条件,这时可以用 ;;& 终止每个条件块。

#!/bin/bash
# test.sh

read -n 1 -p "Type a character > "
echo
case $REPLY in
  [[:upper:]])    echo "'$REPLY' is upper case." ;;&
  [[:lower:]])    echo "'$REPLY' is lower case." ;;&
  [[:alpha:]])    echo "'$REPLY' is alphabetic." ;;&
  [[:digit:]])    echo "'$REPLY' is a digit." ;;&
  [[:graph:]])    echo "'$REPLY' is a visible character." ;;&
  [[:punct:]])    echo "'$REPLY' is a punctuation symbol." ;;&
  [[:space:]])    echo "'$REPLY' is a whitespace character." ;;&
  [[:xdigit:]])   echo "'$REPLY' is a hexadecimal digit." ;;&
esac
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执行上面的脚本,会得到下面的结果。

$ test.sh
Type a character > a
'a' is lower case.
'a' is alphabetic.
'a' is a visible character.
'a' is a hexadecimal digit.
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可以看到条件语句结尾添加了 ;;& 以后,在匹配一个条件之后,并没有退出 case 结构,而是继续判断下一个条件。

# 参考链接